六自由度外骨骼式上肢康復(fù)機(jī)器人設(shè)計(jì)的開題報(bào)告

六自由度外骨骼式上肢康復(fù)機(jī)器人設(shè)計(jì)的開題報(bào)告一、選題背景隨著人口老齡化的加劇，上肢功能障礙患者數(shù)量不斷增加，如中風(fēng)、外傷等導(dǎo)致的上肢功能障礙，這些障礙給患者的生活造成了巨大的影響，也給醫(yī)療衛(wèi)生事業(yè)帶來了重大的挑戰(zhàn)。因此，開發(fā)一種能夠協(xié)助上肢功能障礙患者康復(fù)的機(jī)器人具有重要的意義。目前市場(chǎng)上的上肢康復(fù)機(jī)器人大多數(shù)為二自由度機(jī)器人，只能進(jìn)行簡(jiǎn)單的四肢上下活動(dòng)，而隨著對(duì)機(jī)器人康復(fù)應(yīng)用需求的不斷提高，六自由度機(jī)器人由于其更加靈活、全面的特點(diǎn)而成為了研究熱點(diǎn)。二、選題意義1.解決臨床康復(fù)問題。上肢康復(fù)機(jī)器人可以幫助康復(fù)醫(yī)師為患者提供基本的康復(fù)護(hù)理，促進(jìn)患者的早期康復(fù)和前往社會(huì)的迅速恢復(fù)。2.開發(fā)高精度康復(fù)機(jī)器人?？祻?fù)機(jī)器人具有高度的控制和定位能力，對(duì)于許多需要高精度康復(fù)的臨床情況具有重要意義。3.提高康復(fù)效果?？祻?fù)機(jī)器人在康復(fù)治療中的應(yīng)用可以提高康復(fù)效果，縮短恢復(fù)時(shí)間，提高患者的生活質(zhì)量。4.產(chǎn)業(yè)化推進(jìn)。具有高精密度、完整功能的上肢康復(fù)機(jī)器人將成為產(chǎn)業(yè)化推進(jìn)的重要方向，推動(dòng)相關(guān)產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展。三、設(shè)計(jì)思路本文將設(shè)計(jì)一款基于六自由度的外骨骼式上肢康復(fù)機(jī)器人，通過研究人類上肢運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力學(xué)特性來確定機(jī)器人的關(guān)節(jié)的自由度數(shù)量，然后通過建立機(jī)器人的數(shù)學(xué)模型和控制算法，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人對(duì)患者上肢的控制。四、技術(shù)路線本研究的技術(shù)路線如下：1.設(shè)計(jì)機(jī)械結(jié)構(gòu)。根據(jù)人類上肢的運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)特性，設(shè)計(jì)符合人體工學(xué)的機(jī)械結(jié)構(gòu)。2.軟硬件集成。將研究中所得到的機(jī)械結(jié)構(gòu)與控制算法進(jìn)行軟硬件集成，并通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證所設(shè)計(jì)的機(jī)器人的控制能力。3.實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證設(shè)計(jì)的機(jī)器人在康復(fù)方面的應(yīng)用效果。五、預(yù)期成果本研究預(yù)期達(dá)到以下成果：1.實(shí)現(xiàn)基于六自由度的外骨骼式上肢康復(fù)機(jī)器人的設(shè)計(jì)與制造。2.研究和掌握機(jī)器人動(dòng)力學(xué)控制算法，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人對(duì)患者上肢的控制。3.進(jìn)行實(shí)現(xiàn)驗(yàn)證，驗(yàn)證所設(shè)計(jì)的機(jī)器人在康復(fù)方面的應(yīng)用效果。4.為上肢康復(fù)機(jī)器人的發(fā)展和產(chǎn)業(yè)化提供技術(shù)支持。六、擬解決的關(guān)鍵問題1.機(jī)器人結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。根據(jù)人類上肢的運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)特性，設(shè)計(jì)適合的機(jī)械結(jié)構(gòu)。2.動(dòng)力學(xué)算法。通過研究機(jī)器人運(yùn)動(dòng)的力學(xué)特性，達(dá)到精準(zhǔn)控制機(jī)器人的目的。3.運(yùn)動(dòng)軌跡規(guī)劃。通過規(guī)劃?rùn)C(jī)器人的運(yùn)動(dòng)軌跡，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人對(duì)患者上肢的控制。4.實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證所設(shè)計(jì)的機(jī)器人在康復(fù)方面的應(yīng)用效果。七、研究進(jìn)度1.方案設(shè)計(jì)：2021年11月-2022年1月2.機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：2022年1月-2022年3月3.控制算法研究與設(shè)計(jì)：2022年3月-2022年5月4.軟硬件集成：2022年5月-2022年7月5.實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證及評(píng)估：2022年7月-2022年11月6